31個經典水處理知識點的完全解析

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水處理是個技術活,這道坑真的深了去了,想要成為行家,需要知識與實踐并重。今天,小編為大家扒出了一位圈內行家的經典筆記,供大家充電學習。


1水處理系統中幾個基本概念:TDS、SDI、LSI、KSP

答:

TDS :總溶解固形物(一般和礦化度近似)

SDI :污染指數是衡量系統預處理效果的指標,SDI<6.7,對深井水(well water) 而言,反滲透裝置對進水 SDI 要求為 SDI<5。

LSI :Langelier Saturation Index, Langelier 指數是衡量反滲透裝置結垢傾向的,LSI=0,系統無結垢、無腐蝕傾向;LSI>0,系統有結垢傾向;LSI<0,系 統有腐蝕傾向。對反滲透系統而言,LSI 值要求不大于 0。系統的 LSI 值可用加酸來降低,也可減少系統水回收率來降低。

Ksp :溶解度平衡常數,反滲透裝置對原水中的溶劑、溶質選擇透過,在濃水側 因溶劑的減少而產生了濃縮,當濃水側溶解固形物濃縮出現因濃度積大于溶解度 平衡常數時就會結晶析出,對反滲透裝置帶來危害。增加系統的溶解度平衡常數 可用加阻垢劑的方式,阻垢劑能夠增加溶解固形物的溶解度。


2LSI 指數如何能得到有效的控制?

答:要能有效地控制系統的 LSI 指數可通過以下幾個方面:

1 、可通過降低系統水回收率來降低系統 LSI 指數。

2 、可通過投加酸來降低系統 LSI 指數。

3 、可通過投加相應的藥劑來增加系統中溶解鹽的溶解度,如投加 TRISPE1000 型阻垢劑。

4 、可通過降低或預除去水中容易結構的離子,如通過軟化柱軟化系統進水。


3你知道的預處理設備有哪些?

答:預處理設備有:機械過濾器、高效纖維過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、超濾、微濾、鈉離子軟化器、除鐵除錳過濾器、加藥裝置、原水箱、曝氣池。


4 你所知道的預除鹽設備有哪些?

答:預除鹽設備有電滲析裝置、反滲透裝置。

電滲析裝置

反滲透裝置



5你所知道的深除鹽設備有哪些?

答:深除鹽設備有陰離子交換器、陽離子交換器、混合離子交換器、蒸餾裝置、EDI裝置


64 機械過濾器是如何選型的?其工作原理是什么?

答:機械過濾器的選型是根據系統總進水量來選擇過濾器的大小以及組合方式的(一臺機械過濾器不夠可選擇多個并聯使用以及備用的數量),機械過濾器內的填料是由許多不同粒徑的精制石英砂嚴格按從大到小的次序配置而成,因而形成良好的石英砂級配。

過濾器在剛投入使用時,過濾效果往往不是很好,是因為在剛開始時 過濾器沒有形成“架橋”,所謂“架橋”是指由水中懸浮物組成一道攔截網,該攔截網攔截與其粒徑相當的懸浮物,繼而攔截粒徑較小的懸浮物,形成一個先攔截大顆粒物質、后攔截小顆粒物質的反粒度式過濾過程。過濾器一旦形成“架橋”,過濾效果非常好,隨著投入運行的時間加長,過濾精度越來越高,攔截網越來越厚,進出口壓差越來越大,當壓差達到1kg/cm2 應對過濾器進行反沖洗,在反沖洗的過程中最好配有壓縮空氣對石英砂擦洗,一般的工程經驗是直徑小于2500mm 的機械過濾器不需用壓縮空氣;而直徑大于 2500mm 的機械過濾器必需用壓縮空氣進行擦洗才能夠達到滿意的清洗效果;反沖洗流量一般為過濾器的設計容量的 3-4 倍。

石英砂過濾器

活性炭過濾器

纖維球過濾器

多介質過濾器

纖維束過濾器


7 精密過濾器是如何選型的?濾芯有幾種方式?

答:精密過濾器的選型是和總進水量配套的,根據總進水量來選擇精密過濾器的直徑。 對 40"5um 過濾精度的濾芯,單根產水量大致為 2m3/h。

濾芯的種類大致有聚丙烯濾芯、蜂房式濾芯、噴熔式濾芯、折疊式濾芯等。


8水中含鐵如何去除?

答:地下水中的鐵一般是二價亞鐵,因此必須將二價亞鐵氧化為三價鐵,氧化過程是通過曝氣來完成的,曝氣裝置將水同氧氣充分地接觸而產生自然氧化;曝氣后的水通過除鐵除錳過濾器進行除鐵過程。如果水中的鐵大部分為三價鐵則不必曝氣 而直接進入除鐵除錳過濾器進行脫除。

9有的水型經過陽離子交換器后為什么必須加除二氧化碳器?

答:水中的金屬離子與陽樹脂上的H+離子交換的結果使H+離子進入水中,因此陽離子交換器的出水是偏酸性的,使水中大部分的HCO3-轉化為H2CO3 而進一步轉化為 CO2 氣體,由于 CO2 氣體的溶解度較低,一是為脫氣提供了良好的條件,二 是如果不進行脫氣,則 H2CO3 將與陰離子交換樹脂進行交換,加重了陰離子交換器的負擔,縮短了陰離子交換器的產水周期。

通常除二氧化碳器放在陽離子交換器后、陰離子交換器前,也有放在反滲透等一些預除鹽系統之前,而有的地方卻不用加除二氧化碳器,所有的這些要視用戶的水質水型而定。


10防腐的方式有幾種?

答:防腐的方式有襯膠、環氧、襯塑、搪瓷等多種防腐方式。


11反滲透裝置主要是由那些設備組成?

答:反滲透裝置主要由高壓泵、高壓泵出口閘閥(手動或電動)、高低壓?;た?、 進水流量計(也可不加)、產水流量計、濃水流量計、產水電導儀、膜組件(壓 力容器、反滲透膜元件)、濃水電動閥、濃水截止閥、進水壓力表、段間壓力表、 濃水壓力表、產水壓力表、反滲透支架、反滲透控制盤、反滲透取樣盤、爆破膜以及相應的管道、卡箍、彎頭等。


12 反滲透系統中必需使用哪幾種儀器儀表?

答:反滲透系統中必需幾種儀器儀表有:

1、 污染指數儀:用于測量系統預處理的 SDI 指數。

2 、濃水流量計:用于測量系統濃水的流量,和產水流量計配合使用來確定系統回收率。

3 、產水流量計:用于測量系統產水的流量。產水電導儀:用于測量系統產水水質(電導率)

4 、壓力表:測量系統進水壓力、段間壓力、濃水壓力、產水壓力。

5 、進水流量計:用于測量系統總進水流量。

6 、溫度計:用于測量系統運行的溫度。

7、 進水 PH 計:用于測量系統進水 PH 值的變化情況。

8 、進水電導儀:用于測量系統進水電導率,和產水電導率配合使用來確定系統脫鹽率。

9 、氧化還原儀:用于測量系統進水中含氧化性物質的多少以確定對系統安全性的 威脅程度。

10 、高低壓?;た兀河糜詒;は低巢輝詰脫梗ü┧蛔悖┖透哐棺刺略誦?。


一個反滲透系統是比較復雜的,使用的儀器儀表是與工藝要求和用戶投資情況決定的。正常的反滲透系統只需要產水流量計、濃水流量計、產水電導儀、壓力表、 高低壓?;ぞ妥愎渙?。



13電滲析裝置由哪些部分組成?各部分的特點和功能是什么?

答:電滲析裝置是由幾部分組成的,陰膜,陽膜,隔板,電極,夾緊裝置,防漏膠板,酸洗系統,流量計,壓力表,ABS 管材管件,閥門,可控硅整流柜。


陰膜、陽膜對水中離子具有的選擇透過性使系統有濃水,淡水,極水之分,即是裝置的脫鹽部分。


隔板的主要材料為聚丙烯,起著支撐陰羊膜并與之形成濃淡水室的作用。


電極主要形成離子交換膜所需的電場。電極由布水頭、多孔板、PVC 邊框組成。


夾緊裝置主要是固定陰陽離子交換膜、電極、隔板等使之成為一個整體。


防漏膠板是在電極和隔板之間的,起著防止系統在電極邊漏水的現象。


酸洗系統是整個裝置中不可缺少的部分。當電滲析裝置產生脫鹽率下降、產水量下降、操作壓力升高等不正常現象時應判斷系統是由于何種原因如結垢、無機物污堵、有機物污堵等構成的而采取相應的化學藥劑進行化學清洗。


可控硅整流柜是裝置的能量饋入部位,是將工頻交流電通過可控硅整流器件整流為電壓可調的直流電壓,加在電極上在膜堆內形成直流電場以牽引溶液中的陰陽離子產生定向移動。可控硅整流柜的主要參數為:整流電壓、工作電流以及整流功率。流量計、壓力表、ABS 管材 管件、閥門是電滲析的附屬配件,起著顯示電滲析裝置的各種運行參數、水室的接通以及水流方向的切換等作用。


14電滲析有那些優缺點?

答:

電滲析的優點為:

1 能耗低,占地面積小。

2 操作簡單,噪音低。

3 出水水質穩定,在脫鹽過程中無相的變化。

4 污染環境小。

5 適用范圍較廣為 200-40000mg/h。


電滲析的缺點為:

1 安裝較為復雜。

2 脫鹽效果不太徹底一般為 75%。

3 水回收率低一般為 50%。



15 電滲析的脫鹽原理是什么?

答:電滲析裝置中的陰陽離子交換膜具有選擇透過性,當溶液中的離子在電場作用下發生定向移動時,利用陰陽離子交換膜的選擇透過性而透過或不透過相應的交換膜在不同的水室中形成了濃水或淡水。


16 電滲析濃、淡、極水分布比例大致為多少?

答:電滲析裝置中的濃水、淡水、極水的分布比例大致為 4:4:2,因此在電滲析除鹽系統中節約極水的措施是非常有意義的;常用節約極水的措施有部分濃水充當極水后進行排放或采用極水循環;極水循環系統具體方式是軟化水或脫鹽水+NaCL 溶液充當極水循環。


17 如何選擇好的陰陽異相離子交換膜

答:質量好的異相離子交換膜必須具備以下幾個特性:


1 選擇透過性強。選擇透過性是衡量膜性能的主要指標,它直接影響電滲析器的電流效率和脫鹽效果,其選擇透過性大于 85%。

2 膜電阻小。電滲析器由幾百對離子交換膜組成,因此膜電阻在總電阻中占很大比重,如電阻小則操作電壓低、電流效率高。


3 較強的化學穩定性。在陰陽離子遷移的過程中,濃水室會形成濃度較大的離子溶液;在發生極化時, 膜兩側滯留層 PH 值也要發生變化,特別是極水參加化學反應會產生氧化性極強的氧氣和氯氣,這樣就必須要求膜具有較強的化學穩定性以延長電滲析器的使用壽命。

4 較強的機械強度和尺寸穩定性。

5 較低的擴散性能。

6 對強電解質具有很高的脫除效果。


18 電滲析的電極是由什么材料做成的?規格有那些?各有什么優缺點?

答:電滲析的電極分為幾種:鈦鍍鉑電極、鈦涂釕電極、石墨電極、不銹鋼電極;電極根據電滲析本體尺寸的不同而有所不同,常見的工程用電極規格有:800×1600mm、400×1600mm、400×800mm、340×640mm 等。


不同的電極材料有著不同的特點:


鈦鍍鉑電極:耐腐蝕性相當好,可以在非??量痰奶跫率褂?,但鉑的價格昂貴,資源較少,限制著其在國內的推廣。

鈦涂釕電極:是在鈦基體上涂敷釕(Ru)、銥(Ir)、鈦(Ti)的化合物,經高溫處理后形成其混合氧化物;由于釕(Ru)、銥(Ir)、鈦(Ti)的離子半徑非常接近,點陣結構和空間群屬于同一類型,因此在熱處理的共氧化中能形成 RuO2-IrO2-TiO2 的固溶體,具有優越的耐腐蝕性能,很適合作為電極材料。


石墨電極:石墨電極很容易被腐蝕,其原因主要有化學腐蝕和機械磨損;石墨作為陽極時,由于陽極氧化,石墨被氧化為 CO2 或 CO,使其晶體結構被破壞而損壞;在電滲析裝置中石墨電極損耗主要由于機械作用而造成的,高流速的極水對石墨有很強的沖刷作用,另一方面電極反應所產生的氣體對石墨有沖擊作用,加上電化學腐蝕,往往造成石墨顆粒剝落污染水質甚至堵塞極水通道;隨著鈦涂釕電極的出現,石墨電極已逐漸被淘汰。


不銹鋼電極:一般說來,不銹鋼只用作為陰極而不能作為陽極使用,否則因為天然水中多含有氯離子,會導致不銹鋼的陽極溶解生成二價的鐵、鎳和鉻離子。


正確選擇電極的材料對于延長電極的使用壽命、降低系統投資和運行費用具有重要的意義,對于不同水質可選用不同材料的電極:

1、 以氯化物為主要成分的天然水,可優先選用鈦涂釕電極。

2 、以硫酸鹽為主要成分的天然水,可優先選用鉛板、不銹鋼、鈦涂釕電極。

3、 以重碳酸鈣為主要成分的天然水,可優先選用不銹鋼、鈦涂釕電極。

4 、混合離子的天然水,可優先選用鈦涂釕、石墨以及鈦涂鉑電極。


19電滲析的濃差極化現象是什么?濃差極化的危害有那些?

答:當電滲析的工作電流超過極限電流時在陰離子交換膜與淡水的界面處產生水電解,生成了 H+和 OH-離子,使這些離子參與了電荷的傳遞時即產生了極化現象。

極化的危害簡而言之是使一種電能消耗在與除鹽無關的電解水上,因而造成電能 的浪費,而且 OH-離子進入濃水室后和 CO32-及 CaCO3 水垢,使膜和電滲析的性能下降。

極化時脫鹽室膜面上電解質離子的濃度比主體溶液濃度低得多,引起很高的極化電位,而濃水室膜面濃度則比主體溶液濃度高得多,使水中易形成沉淀的離子在膜面上產生沉淀,其結果是:膜對表觀電阻明顯增大,電流密度下降, 脫鹽率降低。電流效率下降,因為很大一部分電流消耗在水的電解上,以產生 H+和 OH-離子代消耗的反離子來傳遞電荷。若陰膜先極化,脫鹽室水離解產生的 H+離子透過陽膜進入濃水室,使脫鹽室膜面呈堿性,容易使 Ca2+、Mg2+離子和 CO32-形成 CaCO3 沉淀。若陽膜先極化,脫鹽室水解產生的 OH-離子透過陰膜進 入濃縮室,使被陰膜阻擋的 Ca2+、Mg2+離子容易形成結垢。膜面上形成的沉淀 除了是膜電阻增加、單位產水電耗量明顯增加、水流阻力升高以外,還因溶液PH 值變化使離子交換膜受到腐蝕而縮短了使用壽命。


20 淡水室、濃水室、極水室是如何區分的?

答:一張陽膜、一張隔板、一張陰膜組成一個膜對,陽膜、陰膜中間構成水室,在電場作用下,水室中的離子產生定向移動,當水室中離子經過牽引和膜的選擇透過性而離開該水室時,該水室稱為淡水室;相反,離子經過牽引和膜的選擇透過性而進入該水室時,該水室稱為濃水室;陽膜、陰膜或隔板與電極之間產生的水室稱為極水室。


21濃水循環頻繁自動倒極系統是如何實現的?其意義是什么?

答:在當前的水處理行業中,濃水循環頻繁自動倒極系統是以可編程控制器為控制核心,以系統產水工藝運行時間為控制函數,利用電動或氣動直通閥門、三通閥門來定時切換濃淡水的水流方向,使淡水始終流入產水箱,而濃水固定排入濃水循環箱。

在水資源日益匱乏的今天,濃水循環頻繁自動倒極系統具有深遠的意義,第一該系統的水回收率較高可達到80%(視進水水質而定),在一些大型的水處理系統中節水的效果非常明顯。第二該系統的造價比較低,對系統進水水質的要求比較低,容易推廣(在一些對回收率要求較高而又不能夠投入較多資金的企業或廠礦的水處理項目中比較有競爭力)。


22水處理系統工程中需要那些種類水泵?不同廠家的水泵該如何選型?

答:水處理系統工程中大致需要普通型泵、增壓型泵、防腐蝕型泵。普通型泵一般選用IS 型鑄鐵水泵;增壓型水泵一般選用不銹鋼水泵如丹麥格蘭夫進口高壓泵(根據具體情況而定);防腐蝕型水泵一般選用IH 型化工泵或工程朔料水泵。


不同廠家的水泵型號都有所不同,首先根據系統的工藝要求選擇水泵的流量;其次根據工藝要求選擇水泵的揚程(1公斤約等于10 米揚程,1MPa 約等于10 公斤);再次根據工藝要求來選擇水泵的材質(主要是指水泵泵頭的材質);最后根據各種水泵的耗電量來選擇即能達到工藝要求又能節省系統能耗的水泵。



23水錘現象是什么?如何解決這一問題?

答:“水錘”是由于壓力容器中混有空氣,在啟動裝置的時候沒有采用必須的手段來排除容器中的空氣,以至于高壓水流混雜著空氣向容器內運動時產生劇烈的震動,嚴重時會將膜元件擊的粉碎,帶來不可恢復的損失。


“防范在先、預防為主”, 如何防止產生“水錘”現象就顯得相當重要。一般采取的措施有:

1 、高壓泵采用軟啟動方式避免,如降壓啟動、變頻調速啟動、帶自動控制器的串電阻啟動。

2 、在操作方式上避免,如在啟動時將進口閥門關閉或關小,然后緩慢打開閥門,直到達到系統工作壓力時為止。

3 、利用控制防止避免,如用 PLC 控制一電動慢開門,在幾十秒的時間內打開閥門。

4、 利用安裝工藝防止,如在濃水排放口設一回流管道,使得管道的最高點超過反滲透裝置中最高的壓力容器,這樣在裝置停止運行時就會在壓力容器內存滿水。 以上幾點是工程應用中常采用的措施,可都采納也可根據實際情況采用幾點,值得注意的是不論哪一個工程第 4 點是必須的。



24反滲透濃水排放管為什么必須比裝置高出一點?

答:濃水排放閥在反滲透運行時是始終打開的,這樣當反滲透裝置停止運行時,如果排放管的最高點低于壓力容器的最高點時就會產生“虹吸”現象,壓力容器中的水會由于自重通過濃水排放管流出反滲透裝置,在壓力容器中混入了空氣,一是容易引起水錘現象的產生,二是?;誦惺笨掌械難跗岫苑瓷改ぴ蚨嗷蟶俚難躉饔?,影響膜元件的使用壽命。


25電滲析、反滲透的進水指標?

答:電滲析的進水指標有:

溫度范圍:4-40℃ 含鐵、錳量:Fe≤0.3mg/l,Mn≤0.1mg/l

濁度:小于 0.3mg/l(對 0.9mm 厚的隔板) SDI 約等于 0

游離氯:CL≤0.3mg-0.5mg/l


反滲透的進水指標有:

含鐵量:Fe≤1mg/l

游離氯:CL≤0.1mg

SDI:小于 4 溫度范圍:5-45℃ 濁度:小于 1NTU


26機械過濾器、除鐵除錳過濾器、除二氧化碳器進出水指標?

答:機械過濾器的進水懸浮物≤20mg/l,出水懸浮物≤5mg/l。 除鐵除錳過濾器的進水含鐵量≤30mg/l,出水含鐵量≤0.3mg/l。 除二氧化碳器進水二氧化碳含量≤330mg/l,出水二氧化碳含量≤5mg/l。


27 如何控制濃差極化現象?

答:

1 、嚴格控制操作電流,是電滲析在低于極限電流密度的條件下運行。

2 、強化電滲析隔室中的傳遞過程,例如采用湍流效果好的隔網,高溫電滲析。

3、 采用定期酸洗,加入防垢劑,倒換電極等措施消除濃差極化現象產生的沉淀。

4 、可采用適當的預處理來改善系統進水水質。


28紫外線殺菌器的特點是什么?

答:紫外線殺菌器的特點如下:

1 、紫外線殺菌速度快、效率高、效果好。

2 、紫外線照射不會改變水的物理、化學性質,對純水不會帶如附加物所引入的污染。

3 、能適用于各種水的流量下使用,操作簡單,使用方便,只需定期地清洗石英玻璃管套。

4 、體積小,輕便、耗電低、壽命長。


29影響紫外線殺菌器效果的因素和注意的事項是什么?

答:影響紫外線殺菌效果的因素是紫外線的強度、紫外線光譜的波長和照射時間。


在使用紫外線殺菌器時應注意的事項為:

安裝位置:紫外線安裝的位置離使用點越近越好,但也應留有從一端裝進或抽出石英管套和更換燈管的操作空間。

流量:在同一殺菌器內,當紫外線的輻射能量一定,水中細菌含量變化不大時通過殺菌器的水流量大小對殺菌效果有顯著的影響。

水的物理化學性質:水的色度、濁度、總鐵含量對紫外線都有不同程度的吸收, 其結果使殺菌的效果降低。

燈管功率:燈管的點燃功率對殺菌效率影響很大。

燈管周圍的介質溫度:紫外線燈管輻射光譜能量與燈管管壁的溫度有關。

石英管套:適應管套的質量和壁厚與紫外線的透過率有關,石英管套的純度高, 效率好。

水層厚度:水層厚度對殺菌效果有很大的關系。


30 臭氧殺菌器的特點是什么?

答:臭氧是水處理中最有效的殺菌劑之一,只有游離氯才能和臭氧的殺菌能力相比。

優點:用臭氧消毒的優點是其殺菌效率高,即使對于如病毒和囊孢等抵抗性強的微生物, 它也是迄今最為有效的消毒劑。它可以減少給水的嗅、味和色度,并且在分解時它唯一剩余物質是溶解氧。另外,臭氧的殺菌能力不受 PH 值變化和氨的影響。

缺點:用臭氧消毒也有不利的一面,因為必須用電產生臭氧,并且不能儲備,在遇到水質和水量變化時,對臭氧的需用量難于及時調整。經驗證明臭氧最適用于用水量 低而用水量穩定的水廠;此外臭氧雖強氧化劑,但其氧化能力是有選擇性的,并不是普遍產生氧化作用,像乙醇這種容易被氧化的物質卻不容易和臭氧作用。


31水質分析中水樣采集應注意什么問題?

答:水質分析中水樣采集應注意以下幾個問題:

1、采樣應具有代表性,即所采取水樣能代表整個水體的水質。

2、水樣的水質應在采用與分析之間應該穩定不變或無明顯的變化。 取樣量應為檢測項目需樣量的 4-5 倍,以保證重復分析和復檢的水樣量,最小取樣量應以保證分析的準確度與精度的要求為準。

3、盡量縮短水樣和取樣設備的接觸時間,水樣流經管線應采取高線性流速,如果采用時需要連接管路和閥門等中間流路,應特別注意這一中間環節的污染問題, 其材質與清洗的要求應與采用容器一致。

4、現場測試的項目,如 PH 值、溶解氧、堿度、CO2、亞鐵、氨態氮、余氯等含量,應盡量縮短取樣至分析餓時間間隔,且應盡量采用在線分析檢測。

5、應備有采用記錄并在采樣容器上貼標簽,注明采用名稱、時間、地點、溫度、采樣量、采用容器及采樣人等。


來源:水世界訂閱號



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